CN111794373A - 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构 - Google Patents

高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111794373A
CN111794373A CN202010560151.8A CN202010560151A CN111794373A CN 111794373 A CN111794373 A CN 111794373A CN 202010560151 A CN202010560151 A CN 202010560151A CN 111794373 A CN111794373 A CN 111794373A
Authority
CN
China
Prior art keywords
yield
low
steel
steel frame
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010560151.8A
Other languages
English (en)
Inventor
胡方鑫
潘建荣
王湛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202010560151.8A priority Critical patent/CN111794373A/zh
Publication of CN111794373A publication Critical patent/CN111794373A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B1/2403Connection details of the elongated load-supporting parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/024Structures with steel columns and beams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明公开了高强钢柱‑普通钢梁‑低屈服点钢腋撑可复位结构,包括第一和第二低屈服点钢腋撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱;普通钢框架梁两端分别连接于高强钢框架柱两侧,第一和第二低屈服点钢腋撑的一端分别连接于高强钢框架柱的一侧和另一侧,另一端分别连接于普通钢框架梁;地震下第一和第二低屈服点钢腋撑、普通钢框架梁、高强钢框架柱依次屈服耗能,形成三道抗震防线;与常规支撑相比,第一和第二低屈服点钢腋撑作为侧向约束构件提高了高强钢框架柱的整体稳定承载力,且其布置保留了更充裕的建筑立面空间,也更便于震后拆卸和更换,从而进一步提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。

Description

高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构
技术领域
本发明涉及结构工程钢结构技术领域,尤其涉及高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构。
背景技术
随着多高层及超高层建筑的大量兴建,钢结构在国内外已经得到了广泛应用。如今结构设计中通常采用的传统钢结构体系包括纯钢框架、带中心支撑钢框架、带偏心支撑钢框架和带钢板剪力墙钢框架等。同时,钢材生产工艺的发展和改善使得新型的低屈服点钢材和高强度钢材的生产和应用成为可能。但我国现有设计规范中对此类新型钢材如何应用于钢结构体系中并进行设计尚未给出明确的规定或指导。如何将这些新型钢材应用于钢结构体系,尤其是在地震作用下通过应用新型钢材来显著改善钢结构体系的抗震性能及震后修复,是科学研究及工程实践中亟待解决的问题。
现有技术有采用低屈服点钢支撑来连接高强钢柱与普通钢梁的技术方案,即每层普通钢框架梁两端分别连接于高强钢框架柱两侧,且每两个高强钢柱及每两层普通钢框架梁之间布置单斜向、X字形、人字形或V字形的低屈服点钢支撑,低屈服点钢支撑的一端与高强钢柱和普通钢梁交汇的节点相连,另一端与对角方向高强钢柱和普通钢梁交汇的节点或者与另一普通钢梁相连。然而,其存在以下技术问题:为了提高结构设计的经济性,高强钢柱设计截面较小,在重力和地震作用下容易出现整体失稳而导致结构破坏或倒塌;同时,低屈服点钢支撑的布置方式使得结构立面的建筑净空不足,难以实现门洞、窗洞等建筑功能的自由布置,使得该技术方案的应用范围受到限制。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明提供高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构。该结构在高强钢柱与普通钢梁形成的夹角空间内布置低屈服点钢腋撑,既能实现现有技术方案中的梯度耗能机制,即当地震发生时,低屈服点钢腋撑、普通钢梁和高强钢柱依次屈服耗能,从而提高结构的抗震性能;也能通过震后低屈服点钢腋撑的快速拆卸和更换,实现现有技术方案中的结构功能可恢复性。同时,低屈服点钢腋撑也能为高强钢柱提供侧向约束,减小高强钢柱的计算长度,从而增强高强钢柱的稳定性能;再者,低屈服点钢腋撑的布置能提供更加充裕的建筑立面空间,保证本发明提供的技术方案在更多不同建筑设计要求中的推广应用。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,包括高强钢框架柱和多个普通钢框架梁,多个普通钢框架梁沿高强钢框架柱轴向依次间隔布置,普通钢框架梁两端分别连接于高强钢框架柱两侧,每两个相邻普通钢框架梁之间至少安装有第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑,第一低屈服点钢腋撑一端连接于高强钢框架柱一侧,第二低屈服点钢腋撑一端连接于高强钢框架柱另一侧,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的另一端分别连接于普通钢框架梁;当地震作用发生时,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑能够率先屈服耗能,成为抗震设防的第一道防线,且震后可快速更换,普通钢框架梁的屈服耗能在第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑之后,成为抗震设防的第二道防线,高强钢框架柱的屈服耗能在普通钢框架梁之后,成为抗震设防的第三道防线。该技术方案的技术效果在于:每层高强钢框架柱两侧分别与第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑连接,使得高强钢框架柱的自由几何长度由层高进一步减小,提高了高强钢框架柱的整体稳定承载力;第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑布置在高强钢框架柱和普通钢框架梁形成的夹角空间内,结构立面的建筑净空被最大化地保留,保证门洞、窗洞等建筑功能的自由布置。
进一步,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的承载力满足:
Nk,Rd≥Nk,Ed=Nk,Ed,G+Nk,Ed,E
Mk,Rd(Nk,Ed)≥Mk,Ed=Mk,Ed,G+Mk,Ed,E
Vk,Rd≥Vk,Ed=Vk,Ed,G+Vk,Ed,E
其中,Nk,Rd、Mk,Rd(Nk,Ed)、Vk,Rd分别为第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴力作用设计值,Nk,Ed,G、Nk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴力作用设计值;Mk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的弯矩作用设计值,Mk,Ed,G、Mk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的弯矩作用设计值;Vk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的剪力作用设计值,Vk,Ed,G、Vk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的剪力作用设计值。该技术方案的技术效果在于:保证第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑在设计地震作用下提供足够的刚度和承载力。
进一步,普通钢框架梁的承载力满足:
Nb,Rd≥Nb,Ed=Nb,Ed,GbNb,Ed,E
Mb,Rd(Nb,Ed)≥Mb,Ed=Mb,Ed,GbMb,Ed,E
Vb,Rd≥Vb,Ed=Vb,Ed,GbVb,Ed,E
Figure BDA0002546006720000041
其中,Nb,Rd、Mb,Rd(Nb,Ed)、Vb,Rd分别为普通钢框架梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nb,Ed为设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的轴力作用设计值,Nb,Ed,G、Nb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的轴力作用设计值;Mb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的弯矩作用设计值,Mb,Ed,G、Mb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的弯矩作用设计值;Vb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的剪力作用设计值,Vb,Ed,G、Vb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的剪力作用设计值;Ωb为普通钢框架梁的承载力增强系数,γk,ov为第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure BDA0002546006720000042
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值,
Figure BDA0002546006720000043
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。该技术方案的技术效果在于:保证普通钢框架梁不先于第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑进入屈服,普通钢框架梁中的塑性铰出现在第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑形成塑性铰之后。
进一步,高强钢框架柱的承载力满足:
Nc,Rd≥Nc,Ed=Nc,Ed,GcNc,Ed,E
Mc,Rd(Nc,Ed)≥Mc,Ed=Mc,Ed,GcMc,Ed,E
Vc,Rd≥Vc,Ed=Vc,Ed,GcVc,Ed,E
Figure BDA0002546006720000051
其中,Nc,Rd、Mc,Rd(Nc,Ed)、Vc,Rd分别为高强钢框架柱的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的轴力作用设计值,Nc,Ed,G、Nc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的轴力作用设计值;Mc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的弯矩作用设计值,Mc,Ed,G、Mc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的弯矩作用设计值;Vc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的剪力作用设计值,Vc,Ed,G、Vc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的剪力作用设计值;Ωc为高强钢框架柱的承载力增强系数,γb,ov为普通钢框架梁所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure BDA0002546006720000052
为体系中任一普通钢框架梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。该技术方案的技术效果在于:保证高强钢框架柱不先于普通钢框架梁进入屈服,高强钢框架柱中的塑性铰出现在普通钢框架梁形成塑性铰之后。
进一步,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑为普通支撑或防屈曲支撑。
进一步,第一低屈服点钢腋撑刚接或铰接于普通钢框架梁以及高强钢框架柱一侧,第二低屈服点钢腋撑刚接或铰接于普通钢框架梁以及高强钢框架柱另一侧。
进一步,普通钢框架梁刚接或铰接于高强钢框架柱。
进一步,普通钢框架梁与高强钢框架柱的连接为常规型节点、梁端削弱型节点或梁端加强型节点。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1)第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑为高强钢框架柱提供侧向约束,相比于现有技术采用的单斜向、X字形、人字形或V字形布置的支撑,高强钢框架柱的自由几何长度由层高进一步减小,从而提高高强钢框架柱的稳定承载力,改善地震下结构的抗倒塌性能;
2)第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑布置在高强钢框架柱和普通钢框架梁形成的夹角空间内,相比于现有技术采用的单斜向、X字形、人字形或V字形支撑,结构立面的建筑净空更充足,能够实现门洞、窗洞等建筑功能的自由布置,从而提供更加充裕的建筑立面空间;
3)第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑比常规单斜向、X字形、人字形或V字形布置的支撑短,在地震后能更加方便和快捷地进行拆卸和更换,从而更有利于实现结构的可恢复功能设计。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图3是本发明实施例3的结构示意图。
图中:1-第一低屈服点钢腋撑;2-第二低屈服点钢腋撑;3-普通钢框架梁;4-高强钢框架柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,包括第一低屈服点钢腋撑1、第二低屈服点钢腋撑2、普通钢框架梁3和高强钢框架柱4。高强钢框架柱4采用Q460、Q500、Q550、Q620、Q690或以上强度等级的高强钢以保证其较高的弹性承载力;普通钢框架梁3采用Q355、Q390或Q420等级的普通强度钢材以满足必要的承载力要求,普通钢框架梁3两端分别与高强钢框架柱4两侧采用常规刚接节点形式连接;第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2均采用LY100、LY160、LY225或Q235等级的低屈服点钢以保证其耗能能力,第一低屈服点钢腋撑1一端与普通钢框架梁3刚接,另一端与高强钢框架柱4一侧刚接,第二低屈服点钢腋撑2一端与普通钢框架梁3刚接,另一端与高强钢框架柱4另一侧刚接,第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2布置在每个楼层的上半部分角部空间,呈八字形,从而便于在建筑立面自由设置门洞。
当地震作用发生时,呈八字形分布的第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2能够率先屈服耗能,成为抗震设防的第一道防线,且震后可快速更换,普通钢框架梁3的屈服耗能在第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2之后,成为抗震设防的第二道防线,高强钢框架柱4的屈服耗能在普通钢框架梁3之后,成为抗震设防的第三道防线。
为了实现上述梯度耗能机制的三道抗震防线,第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的承载力满足:
Nk,Rd≥Nk,Ed=Nk,Ed,G+Nk,Ed,E; (1)
Mk,Rd(Nk,Ed)≥Mk,Ed=Mk,Ed,G+Mk,Ed,E; (2)
Vk,Rd≥Vk,Ed=Vk,Ed,G+Vk,Ed,E; (3)
其中,Nk,Rd、Mk,Rd(Nk,Ed)、Vk,Rd分别为第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的轴力作用设计值,Nk,Ed,G、Nk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的轴力作用设计值;Mk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的弯矩作用设计值,Mk,Ed,G、Mk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的弯矩作用设计值;Vk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的剪力作用设计值,Vk,Ed,G、Vk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的剪力作用设计值。
为了实现上述梯度耗能机制的三道抗震防线,普通钢框架梁3的承载力满足:
Nb,Rd≥Nb,Ed=Nb,Ed,GbNb,Ed,E; (4)
Mb,Rd(Nb,Ed)≥Mb,Ed=Mb,Ed,GbMb,Ed,E; (5)
Vb,Rd≥Vb,Ed=Vb,Ed,GbVb,Ed,E; (6)
Figure BDA0002546006720000081
其中,Nb,Rd、Mb,Rd(Nb,Ed)、Vb,Rd分别为普通钢框架梁3的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nb,Ed为设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁3的轴力作用设计值,Nb,Ed,G、Nb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁3的轴力作用设计值;Mb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁3的弯矩作用设计值,Mb,Ed,G、Mb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁3的弯矩作用设计值;Vb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁3的剪力作用设计值,Vb,Ed,G、Vb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁3的剪力作用设计值;Ωb为普通钢框架梁3的承载力增强系数,γk,ov为第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure BDA0002546006720000091
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值,
Figure BDA0002546006720000092
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。
为了实现上述梯度耗能机制的三道抗震防线,高强钢框架柱4的承载力满足:
Nc,Rd≥Nc,Ed=Nc,Ed,GcNc,Ed,E; (8)
Mc,Rd(Nc,Ed)≥Mc,Ed=Mc,Ed,GcMc,Ed,E; (9)
Vc,Rd≥Vc,Ed=Vc,Ed,GcVc,Ed,E; (10)
Figure BDA0002546006720000093
其中,Nc,Rd、Mc,Rd(Nc,Ed)、Vc,Rd分别为高强钢框架柱4的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱4的轴力作用设计值,Nc,Ed,G、Nc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱4的轴力作用设计值;Mc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱4的弯矩作用设计值,Mc,Ed,G、Mc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱4的弯矩作用设计值;Vc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱4的剪力作用设计值,Vc,Ed,G、Vc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱4的剪力作用设计值;Ωc为高强钢框架柱4的承载力增强系数,γb,ov为普通钢框架梁3所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure BDA0002546006720000101
为体系中任一普通钢框架梁3的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:
如图2所示,第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2布置在每个楼层的下半部分角部空间,呈倒八字形分布,从而便于在建筑立面自由设置窗洞。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:
如图3所示,第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2均同时布置在每个楼层的上半部分和下半部分的角部空间,呈菱形分布,在满足建筑立面功能要求的前提下,进一步增加高强钢框架柱4的侧向约束,减小高强钢框架柱4的自由几何长度,提高高强钢框架柱4的整体稳定承载力。同时,与实施例1和实施例2相比,该实施例设置更多数量的第一低屈服点钢腋撑1和第二低屈服点钢腋撑2,提高整体结构的耗能能力和抗震性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:包括高强钢框架柱和多个普通钢框架梁,多个普通钢框架梁沿高强钢框架柱轴向依次间隔布置,普通钢框架梁两端分别连接于高强钢框架柱两侧,每两个相邻普通钢框架梁之间至少安装有第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑,第一低屈服点钢腋撑一端连接于高强钢框架柱一侧,第二低屈服点钢腋撑一端连接于高强钢框架柱另一侧,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的另一端分别连接于普通钢框架梁;当地震作用发生时,第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑能够率先屈服耗能,成为抗震设防的第一道防线,且震后可快速更换,普通钢框架梁的屈服耗能在第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑之后,成为抗震设防的第二道防线,高强钢框架柱的屈服耗能在普通钢框架梁之后,成为抗震设防的第三道防线。
2.按照权利要求1所述的的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的承载力满足:
Nk,Rd≥Nk,Ed=Nk,Ed,G+Nk,Ed,E
Mk,Rd(Nk,Ed)≥Mk,Ed=Mk,Ed,G+Mk,Ed,E
Vk,Rd≥Vk,Ed=Vk,Ed,G+Vk,Ed,E
其中,Nk,Rd、Mk,Rd(Nk,Ed)、Vk,Rd分别为第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴力作用设计值,Nk,Ed,G、Nk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴力作用设计值;Mk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的弯矩作用设计值,Mk,Ed,G、Mk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的弯矩作用设计值;Vk,Ed为设计地震荷载组合工况下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的剪力作用设计值,Vk,Ed,G、Vk,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的剪力作用设计值。
3.按照权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:普通钢框架梁的承载力满足:
Nb,Rd≥Nb,Ed=Nb,Ed,GbNb,Ed,E
Mb,Rd(Nb,Ed)≥Mb,Ed=Mb,Ed,GbMb,Ed,E
Vb,Rd≥Vb,Ed=Vb,Ed,GbVb,Ed,E
Figure RE-FDA0002610507680000021
其中,Nb,Rd、Mb,Rd(Nb,Ed)、Vb,Rd分别为普通钢框架梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nb,Ed为设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的轴力作用设计值,Nb,Ed,G、Nb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的轴力作用设计值;Mb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的弯矩作用设计值,Mb,Ed,G、Mb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的弯矩作用设计值;Vb,Ed是设计地震荷载组合工况下普通钢框架梁的剪力作用设计值,Vb,Ed,G、Vb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下普通钢框架梁的剪力作用设计值;Ωb为普通钢框架梁的承载力增强系数,γk,ov为第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure RE-FDA0002610507680000022
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值,
Figure RE-FDA0002610507680000031
为体系中任一第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。
4.按照权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:高强钢框架柱的承载力满足:
Nc,Rd≥Nc,Ed=Nc,Ed,GcNc,Ed,E
Mc,Rd(Nc,Ed)≥Mc,Ed=Mc,Ed,GcMc,Ed,E
Vc,Rd≥Vc,Ed=Vc,Ed,GcVc,Ed,E
Figure RE-FDA0002610507680000032
其中,Nc,Rd、Mc,Rd(Nc,Ed)、Vc,Rd分别为高强钢框架柱的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值;Nc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的轴力作用设计值,Nc,Ed,G、Nc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的轴力作用设计值;Mc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的弯矩作用设计值,Mc,Ed,G、Mc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的弯矩作用设计值;Vc,Ed为设计地震荷载组合工况下高强钢框架柱的剪力作用设计值,Vc,Ed,G、Vc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下高强钢框架柱的剪力作用设计值;Ωc为高强钢框架柱的承载力增强系数,γb,ov为普通钢框架梁所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数,
Figure RE-FDA0002610507680000033
为体系中任一普通钢框架梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。
5.按照权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:第一低屈服点钢腋撑和第二低屈服点钢腋撑为普通支撑或防屈曲支撑。
6.按照权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:第一低屈服点钢腋撑刚接或铰接于普通钢框架梁以及高强钢框架柱一侧,第二低屈服点钢腋撑刚接或铰接于普通钢框架梁以及高强钢框架柱另一侧。
7.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:普通钢框架梁刚接或铰接于高强钢框架柱。
8.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构,其特征在于:普通钢框架梁与高强钢框架柱的连接为常规型节点、梁端削弱型节点或梁端加强型节点。
CN202010560151.8A 2020-06-18 2020-06-18 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构 Pending CN111794373A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560151.8A CN111794373A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010560151.8A CN111794373A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111794373A true CN111794373A (zh) 2020-10-20

Family

ID=72802956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010560151.8A Pending CN111794373A (zh) 2020-06-18 2020-06-18 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111794373A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113107251A (zh) * 2021-04-11 2021-07-13 北京工业大学 一种具有高强度吸收能量功能的钢防屈曲隅撑

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3621947B1 (ja) * 2004-08-16 2005-02-23 財団法人 神奈川高度技術支援財団 構造物の柱と梁の接合構造
CN101245611A (zh) * 2008-03-27 2008-08-20 同济大学 半刚性连接-屈曲约束支撑钢框架结构
CN103243816A (zh) * 2013-04-24 2013-08-14 北京工业大学 能开门洞口的钢桁架支撑及含此支撑的钢桁架筒体结构
CN103741831A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 清华大学 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢支撑三重抗震设防高性能钢结构体系
CN205677106U (zh) * 2016-06-15 2016-11-09 浙江中南建设集团钢结构有限公司 框架网格墙抗侧结构
WO2016189476A1 (fr) * 2015-05-28 2016-12-01 Wood-Perfect Corporation Construction type poteaux et poutres préfabriqués
CN107816243A (zh) * 2017-11-29 2018-03-20 华南理工大学 高强钢柱‑普通钢梁钢支撑‑低屈服点钢连梁可复位结构
CN108756409A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 昆明理工大学 一种提高钢筋混凝土框架侧移刚度及耗能的抗震结构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3621947B1 (ja) * 2004-08-16 2005-02-23 財団法人 神奈川高度技術支援財団 構造物の柱と梁の接合構造
CN101245611A (zh) * 2008-03-27 2008-08-20 同济大学 半刚性连接-屈曲约束支撑钢框架结构
CN103243816A (zh) * 2013-04-24 2013-08-14 北京工业大学 能开门洞口的钢桁架支撑及含此支撑的钢桁架筒体结构
CN103741831A (zh) * 2014-01-21 2014-04-23 清华大学 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢支撑三重抗震设防高性能钢结构体系
WO2016189476A1 (fr) * 2015-05-28 2016-12-01 Wood-Perfect Corporation Construction type poteaux et poutres préfabriqués
CN205677106U (zh) * 2016-06-15 2016-11-09 浙江中南建设集团钢结构有限公司 框架网格墙抗侧结构
CN107816243A (zh) * 2017-11-29 2018-03-20 华南理工大学 高强钢柱‑普通钢梁钢支撑‑低屈服点钢连梁可复位结构
CN108756409A (zh) * 2018-05-28 2018-11-06 昆明理工大学 一种提高钢筋混凝土框架侧移刚度及耗能的抗震结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113107251A (zh) * 2021-04-11 2021-07-13 北京工业大学 一种具有高强度吸收能量功能的钢防屈曲隅撑

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107816243B (zh) 高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构
Harmankaya et al. Architectural design of irregular buildings in Turkey
CN103362213A (zh) 一种张弦梁结构
CN111794373A (zh) 高强钢柱-普通钢梁-低屈服点钢腋撑可复位结构
Makode et al. Dynamic analysis of multistory rcc building frame With flat slab and grid slab
CN108374490A (zh) 一种钢框架结构体系
CN111809726A (zh) 一种桁架结构及建筑结构
CN115758542A (zh) 一种空间密肋钢梁楼面***分析方法
CN216713357U (zh) 大跨度拱形场馆结构体系
CN213539275U (zh) 剪力墙、框架-剪力墙结构及抗震建筑
CN210263361U (zh) 一种减小扭转变形的框架结构
Gökdemir et al. Investigation of strong column–weak beam ratio in multi-storey structures
JP2022111782A (ja) 熱延鋼帯、h形鋼、床構造、床構造の設計方法、及び床構造の施工方法
CN108086516B (zh) 一种腋撑式承载耗能支撑及其施工方法
CN207419745U (zh) 薄形防屈曲支撑构件及其与框架的连接结构
Sahu et al. Seismic and wind analysis of RCC building with different shape of shear wall and without shear wall
CN217998375U (zh) 一种用于减小偏心梁柱节点受力的补强构造
Jarallah et al. Seismic evaluation and retrofit on an existing hospital building
CN217150621U (zh) 一种内嵌钢支撑框架转换柱连接结构以及梁柱连接节点
Athira Haridas Seismic Behaviour of High Rise Building with Composite Shear Wall
Bhargavi et al. Analysis of outrigger structural system for high-Rise Building subjected to earthquake loads
CN102817414B (zh) 空间桁架型梁柱连接结构
Gururaja et al. Progressive Collapse Potential of Irregular Concrete Building
Hossen et al. Seismic performance of concrete flat slabs
CN215290780U (zh) 可调节式钢板组合剪力墙

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201020

RJ01 Rejection of invention patent application after publication